数据存储方案-左右值编码

简介: 在基于数据库的一般应用中,查询的需求总要大于删除和修改。为了避免对于树形结构查询时的“递归”过程,基于Tree的前序遍历设计一种全新的无递归查询、无限分组的左右值编码方案,来保存该树的数据。优点是查询非常的方便,缺点就是每次插入删除数据涉及到的更新内容太多,如果树非常大,插入一条数据可能花很长的时间。

在基于数据库的一般应用中,查询的需求总要大于删除和修改。为了避免对于树形结构查询时的“递归”过程,基于Tree的前序遍历设计一种全新的无递归查询、无限分组的左右值编码方案,来保存该树的数据。优点是查询非常的方便,缺点就是每次插入删除数据涉及到的更新内容太多,如果树非常大,插入一条数据可能花很长的时间。

但当你用手指指着表中的数字从1数到18,你手指移动的顺序就是对这棵树进行前序遍历的顺序。

如下图所示。当我们从根节点Food左侧开始,标记为1,并沿前序遍历的方向,依次在遍历的路径上标注数字,最后我们回到了根节点Food,并在右边写上了18。

依据此设计,可以推断出所有左值大于2,并且右值小于11的节点都是Fruit的后续节点,整棵树的结构通过左值和右值存储了下来。然而,这还不够,我们的目的是能够对树进行CRUD操作,即需要构造出与之配套的相关算法。按照深度优先,由左到右的原则遍历整个树,从1开始给每个节点标注上left值和right值,并将这两个值存入对应的name之中。

如何初始化数据?

Nested set 最重要是一定要有一个根节点作为所有节点的起点,而且通常这个节点是不被使用的。为了便于控制查询级别,在建表的时候建议添加parent_id配合之联结列表方式一起使用。

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `Tree` (
  `node_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `parent_id` int(10) UNSIGNED NOT NULL DEFAULT '0',
  `name` varchar(255) NOT NULL,
  `lft` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
  `rgt` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
  PRIMARY KEY (`node_id`),
  KEY `idx_left_right` (`lft`,`rgt`)
) DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO `Tree` (parent_id,name,lft,rgt) VALUES ( 0,'Food',1,2)

添加子节点(子节点起始处),以在Food下添加子节点Fruit为例:

LOCK TABLE Tree WRITE;
SELECT @parent_id := node_id, @myLeft := lft FROM Tree WHERE name = 'Food';
UPDATE Tree SET rgt = rgt + 2 WHERE rgt > @myLeft;
UPDATE Tree SET lft = lft + 2 WHERE lft > @myLeft;
INSERT INTO Tree(parent_id, name, lft, rgt) VALUES(@parent_id, 'Fruit', @myLeft + 1, @myLeft + 2);
UNLOCK TABLES;

如需在末尾追加就需要以下方式进行(以在Red下添加Apple为例):

如何查询? 

1、获取某个节点下的所有子孙节点,以Fruit为例: SELECT * FROM Tree WHERE Lft > 2 AND Lft < 11 ORDER BY Lft ASC 

2、获取子孙节点总数  子孙总数 = (右值–左值–1)/2,以Fruit为例,其子孙总数为:(11–2–1)/2 = 4

3、 获取节点在树中所处的层数,以Fruit为例: SELECT COUNT(*) FROM Tree WHERE Lft <= 2 AND Rgt >=11

4、 获取当前节点所在路径,以Fruit为例:SELECT * FROM Tree WHERE Lft <= 2 AND Rgt >=11 ORDER BY Lft ASC

获取某一个节点的直属上级、同级、直属下级。为了更好的描述层级关系,我们可以为Tree建立一个视图,添加一个层次列,该列数值可以编写一个自定义函数来计算:

CREATE FUNCTION `CountLayer`(`_node_id` int)
 RETURNS int(11)
BEGIN
	DECLARE _result INT;
	DECLARE _lft INT;
	DECLARE _rgt INT;
	IF EXISTS(SELECT Node_id FROM Tree WHERE Node_id = _node_id)
	THEN
		SELECT Lft,Rgt FROM Tree WHERE Node_id = _node_id INTO _lft,_rgt;
		SET _result = (SELECT COUNT(1) FROM Tree WHERE Lft <= _lft AND Rgt >= _rgt);	
		RETURN _result;
	ELSE
		RETURN 0;
	END IF;
END;

在添加完函数以后,我们创建一个视图,添加新的层次列:  

CREATE VIEW `NewView`AS 
SELECT Node_id, Name, Lft, Rgt, CountLayer(Node_id) AS Layer FROM Tree ORDER BY Lft ;

5、 获取当前节点父节点,以Fruit为例:SELECT * FROM treeview WHERE Lft <= 2 AND Rgt >=11 AND Layer=1

6、 获取所有直属子节点,以Fruit为例:SELECT * FROM treeview WHERE Lft BETWEEN 2 AND 11 AND Layer=3

7、 获取所有兄弟节点,以Fruit为例:SELECT * FROM treeview WHERE Rgt > 11 AND Rgt < (SELECT Rgt FROM treeview WHERE Lft <= 2 AND Rgt >=11 AND Layer=1) AND Layer=2

8、 返回所有叶子节点  SELECT * FROM Tree WHERE Rgt = Lft + 1

 

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